一种诊断汽车电池健康状况的方法及诊断仪技术

本发明专利技术提供了一种可以在短时间内离散化检测电池放电电压、电流，并实现将其转化为电池内阻阻值的诊断汽车电池健康状况的方法及诊断仪。所述的方法采用一种开关模式负载电阻，两组负载分别接通，离散采样两组负载的电流、电压参数，在较短时间内采集一定数据，对数据进行分析处理，计算得出电池内阻。诊断仪它包括开关模式电阻、检测电路、驱动电路、CAN收发器、单片机；所述的开关模式电阻与电池正极、负极连接；所述的检测电路与开关模式电阻、单片机连接；所述的驱动电路与开关模式电阻、单片机连接；所述的CAN收发器与单片机、车身主节点连接；所述的单片机与检测电路、驱动电路、CAN收发器连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于汽车上的电池的诊断方法及诊断设备，具体是指一种诊断汽车电池健康状况的方法及基于方法的诊断仪。
技术介绍
目前，在汽车电子设备的使用中，电池是汽车上的用电设备主要的能量来源。为了确保汽车电池性能良好并延长使用寿命，需对电池进行必要的管理和控制，但管理和控制前提是必须准确而又可靠地获得电池的状态参数。然后再用测得的电池状态参数对电池状态做出准确、可靠的估计。由于电池长期使用必然发生老化或劣化，因此必须估计电池的健康状况，也称为老化程度。电池组的健康状况描述的是一个缓慢的、不可逆的变化过程，随着循环使用次数的不断增加，电池组的健康状况必然有下降的趋势，经过长时间的使用，电池的容量以及内阻将发生变化，如果电池内阻增大了，说明电池已经有老化趋势，我们可以根据电池的内阻判断其老化程度，预测电池的寿命，然后采取相应措施，当电池容量下降到一定程度时，就应该更换电池。SOH，全称是State-Of-Health，即电池的健康状况，在有关电池管理系统中，准确估计电池的健康状况是当前研究的薄弱环节，SOH的研究相对滞后，已经成为当前电池管理系统的最大缺陷，直接影响到电池组的安全性、经济性等方面。电池的SOH最直接的方法是让单体电池实际放电一次，测试放出的电量。目前利用负载对单体电池SOH评价是业内公认的可靠方法。该方法的主要算法如下：从电池内阻的角度定义SOH：SOH=REOL-RREOL-Rnew]]>其中，REOL为电池寿命终结时的电池内阻，Rnew为电池出厂时的内阻，R为电池当前状态下的内阻。但这种方法也存在一些缺点：需要离线测试电池的SOH，实现困难，并且测试负载笨重，操作不方便；若用0.1C倍率放电，放电过程大概需要10个小时，测试时间太长，是无法满足现实需要的。综上所述，现有技术中缺少一种可以在短时间内离散化检测电池放电电压、电流，并实现将其转化为电池内阻阻值的诊断汽车电池健康状况的方法及诊断仪。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是，提供一种可以在短时间内离散化检测电池放电电压、电流，并实现将其转化为电池内阻阻值的诊断汽车电池健康状况的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种诊断汽车电池健康状况的方法，它包括如下步骤：第一步，通过两个开关模式的负载电阻，分别产生电池的放电回路，当接通一个负载电阻，产生一份电流，当两个负载电阻同时接通，相当于两个负载电阻并联，电阻值减半，相应地产生两份电流，通过采样电阻采样，采样周期是10ms，离散采样，一秒钟内采样数为：1s/10ms＝100，一个负载电阻和两个负载电阻在一秒钟内，进行分别电流采样，各取得100个电流数据，通过对着100个采样点进行数据处理，得到稳态的平均电流，分别定义为I1和I2，同时对一个负载电流值对应的实时电池电压进行采样，对两个负载电流值对应的实时电池电压进行采样，分别定义为U1和U2；第二步，通过第一步得到的两组数据，按如下公式折算出汽车电池内阻如下：RO⇒Ro=U2-U1U1/RL1-U2/RL2=U2-U1I1-I2;]]>第三步，根据汽车电池生产厂家的内阻定义和预设的Rthreshold值，定量判断汽车电池的健康状况，其中Rthreshold值分为Rthreshold1、Rthreshold2和Rthreshold3三个档次，具体的判断规则如下：如果电池内阻RO>Rthreshold3，健康状况合格，为60分；如果电池内阻RO>Rthreshold2，健康状况中等，为70分；如果电池内阻RO>Rthreshold1，健康状况良好，为80分；如果电池内阻RO<Rthreshold1，健康状况优秀，为90分-100分。作为优选，第一步中所述的电池放电电流分别为50A和100A。本专利技术要解决的另一个技术问题是，提供一种可以在短时间内离散化检测电池放电电压、电流，并实现将其转化为电池内阻阻值的诊断汽车电池健康状况的诊断仪。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种诊断汽车电池健康状况的诊断仪，它包括开关模式电阻、检测电路、驱动电路、CAN收发器、单片机；所述的开关模式电阻与电池正极、负极连接；所述的检测电路与开关模式电阻、单片机连接；所述的驱动电路与开关模式电阻、单片机连接；所述的CAN收发器与单片机、车身主节点连接；所述的单片机与检测电路、驱动电路、CAN收发器连接。作为优选，所述的开关模式电阻为两组电阻负载，分别为Rload1和Rload2，两组负载通过MOS管Q1和Q2并联，Rs为电流检测电阻，用于检测电池放电时的电流，检测电阻一端连接电池正极，另一端连接负载电阻Rload1和Rload2，R8、R9分别为MOS管Q1和Q2的驱动电阻，驱动电阻的一端分别连接驱动芯片U2的输出端，另一端连接MOS管Q1、Q2的栅极，R4、R7分别为MOS管Q1和Q2的下拉电阻，下拉电阻的一端连接MOS管的栅极，另一端连接到地，所述检测电路由运放U1、电阻R1、R2、R5、R6、R10、R11组成，电阻R1和R6连接，并与运放U1正极输入端连接，电阻R1另一端和电池正极连接，电阻R6另一端和地连接，电阻R5和R10连接，并与运放U1负极输入端连接，电阻R5另一端与采样电阻Rs连接，电阻R10另一端与运放输出端连接，运放U1输出端通过电阻R2和R11连接到地，电阻R2和R11的连接点与单片机MCU连接。所述的MOS管Q1和Q2为N沟道型，所述的驱动芯片U2两个输入端分别连接单片机MCU的PWM端口，所述的驱动芯片U2的两个输出端分别连接驱动电阻R8和R9，所述的驱动芯片U2的供电连接电容C1，电容C1另一端接地。作为优选，所述的负载电阻Rload1和Rload2为TO-263封装的负载电阻。采用上述结构后，本专利技术具有如下优点：本专利技术通过两个开关模式的负载电阻，分别产生电池的放电回路，当接通一个负载电阻，产生一份电流，当两个负载电阻同时接通，相当于两个负载电阻并联，电阻值减半，相应地产生两份电流，通过采样电阻采样，采样周期是10ms，离散采样，一秒钟内采样数为：1s/10ms＝100，一个负载电阻和两个负载电阻在一秒钟内，进行分别电流采样，各取得100个电流数据，通过对着100个采样点进行数据处理，得到稳态的平均电流，分别定义为I1和I2，同时对一个负载电流值对应的实时电池电压进行采样，对两个负载电流值对应的实时电池电压进行采样，分别定义为U1和U2，通过两组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诊断汽车电池健康状况的方法，其特征在于：它包括如下步骤第一步，通过两个开关模式的负载电阻，分别产生电池的放电回路，当接通一个负载电阻，产生一份电流，当两个负载电阻同时接通，相当于两个负载电阻并联，电阻值减半，相应地产生两份电流，通过采样电阻采样，采样周期是10ms，离散采样，一秒钟内采样数为：1s/10ms＝100，一个负载电阻和两个负载电阻在一秒钟内，进行分别电流采样，各取得100个电流数据，通过对着100个采样点进行数据处理，得到稳态的平均电流，分别定义为I1和I2，同时对一个负载电流值对应的实时电池电压进行采样，对两个负载电流值对应的实时电池电压进行采样，分别定义为U1和U2；第二步，通过第一步得到的两组数据，按如下公式折算出汽车电池内阻如下：RO⇒Ro=U2-U1U1/RL1-U2/RL2=U2-U1I1-I2;]]>第三步，根据汽车电池生产厂家的内阻定义和预设的Rthreshold值，定量判断汽车电池的健康状况，其中Rthreshold值分为Rthreshold1、Rthreshold2和Rthreshold3三个档次，具体的判断规则如下：如果电池内阻RO>Rthreshold3，健康状况合格，为60分；如果电池内阻RO>Rthreshold2，健康状况中等，为70分；如果电池内阻RO>Rthreshold1，健康状况良好，为80分；如果电池内阻RO<Rthreshold1，健康状况优秀，为90分‑100分。...

【技术特征摘要】
1.一种诊断汽车电池健康状况的方法，其特征在于：它包括如下步骤
第一步，通过两个开关模式的负载电阻，分别产生电池的放电回路，当接通一个负载电阻，
产生一份电流，当两个负载电阻同时接通，相当于两个负载电阻并联，电阻值减半，相应地
产生两份电流，通过采样电阻采样，采样周期是10ms，离散采样，一秒钟内采样数为：
1s/10ms＝100，一个负载电阻和两个负载电阻在一秒钟内，进行分别电流采样，各取得100个
电流数据，通过对着100个采样点进行数据处理，得到稳态的平均电流，分别定义为I1和I2，
同时对一个负载电流值对应的实时电池电压进行采样，对两个负载电流值对应的实时电池电
压进行采样，分别定义为U1和U2；
第二步，通过第一步得到的两组数据，按如下公式折算出汽车电池内阻如下：
RO⇒Ro=U2-U1U1/RL1-U2/RL2=U2-U1I1-I2;]]>第三步，根据汽车电池生产厂家的内阻定义和预设的Rthreshold值，定量判断汽车电池的健
康状况，其中Rthreshold值分为Rthreshold1、Rthreshold2和Rthreshold3三个档次，具体的判
断规则如下：
如果电池内阻RO>Rthreshold3，健康状况合格，为60分；
如果电池内阻RO>Rthreshold2，健康状况中等，为70分；
如果电池内阻RO>Rthreshold1，健康状况良好，为80分；
如果电池内阻RO<Rthreshold1，健康状况优秀，为90分-100分。
2.根据权利要求1中所述的诊断汽车电池健康状况的方法，其特征在于：第一步中所述的电
池放电电流分别为50A和100A。
3.一种采用权利要求1中所述的诊断汽车电池健康状况的方法的诊断仪，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，彭雄飞，薛圣立，
申请(专利权)人：上海奉天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31